JPH0563267A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
- Publication number
- JPH0563267A JPH0563267A JP3221720A JP22172091A JPH0563267A JP H0563267 A JPH0563267 A JP H0563267A JP 3221720 A JP3221720 A JP 3221720A JP 22172091 A JP22172091 A JP 22172091A JP H0563267 A JPH0563267 A JP H0563267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- amplifier
- optical fiber
- glass
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Lasers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い量子効果を補い、実用的な利得特性を得
ることのできる 1.3μm帯用光増幅器を提供することに
ある。 【構成】 活性イオンとして Pr 3+をコア中に含んだ赤
外光ファイバ５を用いた光増幅器において、該赤外光フ
ァイバ５の片端面７に光反射機能を施し、該赤外光ファ
イバの他端に励起光と信号光とを合波する光カップラ４
を接続し、該光カップラ４の信号光ポートに光サーキュ
レータ３を接続させた光増幅器である。
ることのできる 1.3μm帯用光増幅器を提供することに
ある。 【構成】 活性イオンとして Pr 3+をコア中に含んだ赤
外光ファイバ５を用いた光増幅器において、該赤外光フ
ァイバ５の片端面７に光反射機能を施し、該赤外光ファ
イバの他端に励起光と信号光とを合波する光カップラ４
を接続し、該光カップラ４の信号光ポートに光サーキュ
レータ３を接続させた光増幅器である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、1.3 μm 帯で動作する
光増幅器に関するものである。
光増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバのコアに希土類イオ
ン、特に Er 3+イオンをドープし、４ｆ殻内遷移の誘導
放出を用いた光ファイバ増幅器の研究が精力的に行わ
れ、1.5 μm 帯の光通信システムへの応用が進められて
いる。希土類ドープ光ファイバ増幅器は高利得で、かつ
偏波に依存しない利得特性を有し、また、低い雑音指数
および広帯域な波長特性を有するので、光通信システム
における応用が極めて魅力あるものとなっている。
ン、特に Er 3+イオンをドープし、４ｆ殻内遷移の誘導
放出を用いた光ファイバ増幅器の研究が精力的に行わ
れ、1.5 μm 帯の光通信システムへの応用が進められて
いる。希土類ドープ光ファイバ増幅器は高利得で、かつ
偏波に依存しない利得特性を有し、また、低い雑音指数
および広帯域な波長特性を有するので、光通信システム
における応用が極めて魅力あるものとなっている。
【０００３】一方、石英系光ファイバの波長分散が零と
なる 1.3μm帯は、1.5 μm 帯と並んで光通信では重要
な波長帯であり、この1.3 μm 帯で動作する光ファイバ
増幅器の研究が、Nd3+イオンをドープした石英系光ファ
イバやフッ化物光ファイバ用いて行われてきた。しかし
ながら、前記両ファイバとも光通信に使用される1.31μ
m では、Nd3+イオンの励起状態吸収(Excited State Abs
orption)が大きいので、例えばW.J. miniscalco, L.J.
Andrews, B.A. Thompson, R.S. Qninby, L.J.B. Vacha
and M.G. Drexhage,“Electron. Lett.”(vol.24, 198
8, P.28)またはY.Miyajima, T.Komukai, Y.Sugawa and
Y.Katsuyama,“Technical Digest of Optical Feber Co
mmunication Conference '90 San Francisco”(1990, P
D16)等で報告されているように増幅が確認されていな
い。
なる 1.3μm帯は、1.5 μm 帯と並んで光通信では重要
な波長帯であり、この1.3 μm 帯で動作する光ファイバ
増幅器の研究が、Nd3+イオンをドープした石英系光ファ
イバやフッ化物光ファイバ用いて行われてきた。しかし
ながら、前記両ファイバとも光通信に使用される1.31μ
m では、Nd3+イオンの励起状態吸収(Excited State Abs
orption)が大きいので、例えばW.J. miniscalco, L.J.
Andrews, B.A. Thompson, R.S. Qninby, L.J.B. Vacha
and M.G. Drexhage,“Electron. Lett.”(vol.24, 198
8, P.28)またはY.Miyajima, T.Komukai, Y.Sugawa and
Y.Katsuyama,“Technical Digest of Optical Feber Co
mmunication Conference '90 San Francisco”(1990, P
D16)等で報告されているように増幅が確認されていな
い。
【０００４】このような状況から1.31μm で増幅作用を
有する光ファイバ増幅器の実現が強く望まれており、そ
の候補の一つとしてY.Ohishi, T.Kanamori, T.Kitagaw
a, S.Takahashi, E.Snitzer and G.H.Sigel“Technical
Digest of Optical Fider Communication Conference'
91 San Diego ”(1991, PO2) において、ZrF4系のフッ
化物ガラスをホスト材料として、 Pr 3+をドープした光
ファイバを用いた光ファイバ増幅器が提案されている。
この光ファイバ増幅器は図２に示す Pr 3+イオンのエネ
ルギーダイヤグラムからわかるように、 Pr 3+イオンの
1G4→3H5 遷移の誘導放出を利用したものである。
有する光ファイバ増幅器の実現が強く望まれており、そ
の候補の一つとしてY.Ohishi, T.Kanamori, T.Kitagaw
a, S.Takahashi, E.Snitzer and G.H.Sigel“Technical
Digest of Optical Fider Communication Conference'
91 San Diego ”(1991, PO2) において、ZrF4系のフッ
化物ガラスをホスト材料として、 Pr 3+をドープした光
ファイバを用いた光ファイバ増幅器が提案されている。
この光ファイバ増幅器は図２に示す Pr 3+イオンのエネ
ルギーダイヤグラムからわかるように、 Pr 3+イオンの
1G4→3H5 遷移の誘導放出を利用したものである。
【０００５】しかしながら、1G4 レベルと 3F4レベルと
のエネルギー差が約3000cm-1と小さいので、1G4 レベル
から 3F4レベルへのフオノン緩和が起き易く、フッ化物
ガラス中の 1G4→3H5 遷移の量子効果は 3.4％という低
い値になっている。そこでファイバ構造や増幅器の構成
を考慮し、低い量子効果を補うことが試みられている。
のエネルギー差が約3000cm-1と小さいので、1G4 レベル
から 3F4レベルへのフオノン緩和が起き易く、フッ化物
ガラス中の 1G4→3H5 遷移の量子効果は 3.4％という低
い値になっている。そこでファイバ構造や増幅器の構成
を考慮し、低い量子効果を補うことが試みられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低い量子効
果を補い、実用的な利得特性を得ることができる 1.3μ
m 帯用光増幅器を提供することにある。
果を補い、実用的な利得特性を得ることができる 1.3μ
m 帯用光増幅器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光増幅器は、信
号光を Pr 3+ドープ光ファイバ中で往復させた後に、増
幅器の外に取り出すことのできる構造とする。従来の光
ファイバ増幅器では、信号光は一度だけファイバ中を通
過し、増幅されていた。このときの増幅度をＧ(dB)と
し、信号光をファイバ中で往復させると、２度増幅され
て2G(dB)となる。従って、利得効果は２倍に改善される
ことになり、量子効率の低い増幅器の特性向上は極めて
有効になる。
号光を Pr 3+ドープ光ファイバ中で往復させた後に、増
幅器の外に取り出すことのできる構造とする。従来の光
ファイバ増幅器では、信号光は一度だけファイバ中を通
過し、増幅されていた。このときの増幅度をＧ(dB)と
し、信号光をファイバ中で往復させると、２度増幅され
て2G(dB)となる。従って、利得効果は２倍に改善される
ことになり、量子効率の低い増幅器の特性向上は極めて
有効になる。
【０００８】ファイバ中を信号光を往復させるために、
ファイバの片端面に反射機能を付与するとともに、励起
光と信号光とを合波させる光カップラの信号光ポートに
光サーキュラーを具備し、ファイバ端面で反射され、光
カップラ中に戻ってきた信号光を、増幅器外に取り出す
ことのできる構造とする。以下、実施例により、その機
能を具体的に述べる。
ファイバの片端面に反射機能を付与するとともに、励起
光と信号光とを合波させる光カップラの信号光ポートに
光サーキュラーを具備し、ファイバ端面で反射され、光
カップラ中に戻ってきた信号光を、増幅器外に取り出す
ことのできる構造とする。以下、実施例により、その機
能を具体的に述べる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の光増幅器の一実施例の構成図
であって、１は励起光源（Tiサファイヤレーザ、発振波
長 1.017μm)、２は信号源（発振波長1.31μm のＤＦＢ
レーザ）、３は光サーキュレータを示す。光サーキュレ
ータ３は、光ファイバにより信号源２、光スペクトラム
アナライザ６、光カップラ４と接続されており、光カッ
プラ４は片端面７に 100％の反射膜がコートされた増幅
用光ファイバ５に接続されている。
であって、１は励起光源（Tiサファイヤレーザ、発振波
長 1.017μm)、２は信号源（発振波長1.31μm のＤＦＢ
レーザ）、３は光サーキュレータを示す。光サーキュレ
ータ３は、光ファイバにより信号源２、光スペクトラム
アナライザ６、光カップラ４と接続されており、光カッ
プラ４は片端面７に 100％の反射膜がコートされた増幅
用光ファイバ５に接続されている。
【００１０】増幅用光ファイバ５の構造は、コア径が２
μm 、コアとクラッド間の比屈折率差が1.8 ％、コア中
の Pr 3+濃度が500ppm、長さが20ｍであり、ガラス組成
は、コアガラス：ZrF4(49)−BaF2(22)−PbF2(3) −LaF3
(3.5) −YF3(2)−AlF3(2.5)− LiF(18モル％) 、クラ
ッドガラス：ZrF4(23.7)− Hf F4(23.8)−BaF2(23.5)−
LaF3(2.5) −YF3(2)−AlF3(4.5) −NaF(20モル％) であ
った。
μm 、コアとクラッド間の比屈折率差が1.8 ％、コア中
の Pr 3+濃度が500ppm、長さが20ｍであり、ガラス組成
は、コアガラス：ZrF4(49)−BaF2(22)−PbF2(3) −LaF3
(3.5) −YF3(2)−AlF3(2.5)− LiF(18モル％) 、クラ
ッドガラス：ZrF4(23.7)− Hf F4(23.8)−BaF2(23.5)−
LaF3(2.5) −YF3(2)−AlF3(4.5) −NaF(20モル％) であ
った。
【００１１】励起光と信号光とを光カップラ４により合
波し、増幅用ファイバ５に導入した。信号は増幅用光フ
ァイバの片端面に施された反射膜コートにより、増幅用
光ファイバ中を戻り、光カップラ４を通り、光サーキュ
レータ３の中に入り、光スペクトルアナライザ６に導か
れる。励起光のオン、オフ時の信号光強度を光スペクト
ルラムアナライザ６で測定し、その強度比より利得を求
めた。100mW の励起光を増幅用光ファイバに入射したと
き、26dBの利得が確認された。光カップラ４と増幅用光
ファイバ５との接続損が１dB、光サーキュレータと光カ
ップラの入射損が合わせて２dBであるので、実効的な利
得は23dBとなる。通常のシングルパスで測定したこの増
幅用ファイバ自体の利得は、100mW の励起光に対し13dB
であったので、期待通りの利得の増加が達成できている
ことがわかる。
波し、増幅用ファイバ５に導入した。信号は増幅用光フ
ァイバの片端面に施された反射膜コートにより、増幅用
光ファイバ中を戻り、光カップラ４を通り、光サーキュ
レータ３の中に入り、光スペクトルアナライザ６に導か
れる。励起光のオン、オフ時の信号光強度を光スペクト
ルラムアナライザ６で測定し、その強度比より利得を求
めた。100mW の励起光を増幅用光ファイバに入射したと
き、26dBの利得が確認された。光カップラ４と増幅用光
ファイバ５との接続損が１dB、光サーキュレータと光カ
ップラの入射損が合わせて２dBであるので、実効的な利
得は23dBとなる。通常のシングルパスで測定したこの増
幅用ファイバ自体の利得は、100mW の励起光に対し13dB
であったので、期待通りの利得の増加が達成できている
ことがわかる。
【００１２】この実施例では、赤外光ファイバの素材と
して、ZrF4系のフッ化物ガラスを用いたが、他のフッ化
物ガラス、例えばInF3系、ZnF2系、AlF3系ガラス等（泉
谷徹郎監修、“新しいガラスとその物性”第16章 経営
システム研究所発行、1984年、またはTomozawa and Dor
emus偏 Treatise on materials science and technolog
y volume 26, 第４章 Academic Press, Inc. 1985等を
参照）の赤外ガラス、またフッ化物ガラス以外に Thcl4
−Pbcl2 −Nacl系等の塩化物ガラス、AgBr−PbBr2 −Cs
Br−CdBr2 系の臭化物ガラス、CdF2−Bacl2 −NaCl系の
フッ化−塩化物ガラス、ZnBr2 −TlBr−TlI 系の臭化−
ヨウ化物ガラス（“ニューガラスハンドブック”、ニュ
ーガラスハンドブック編集委員会編、丸善株式会社、19
91年参照）またはGe−Ｓ系、As−Ｓ系、Ge−Ｐ−Ｓ系、
As−Ge−Ｓ系カルコゲナイドガラス等のガラスを用いて
もよく、ZrF4系ガラスに限定されるわけではない。ファ
イバ材料として要求される条件は、 Pr 3+の1G4 レベル
が、フオノン緩和によってクウェンチングされないよう
に、ファイバ材料のフオノンエネルギーが500 cm-1以下
であることが望ましい。前記のガラスは、すべてこの条
件を満たしている。
して、ZrF4系のフッ化物ガラスを用いたが、他のフッ化
物ガラス、例えばInF3系、ZnF2系、AlF3系ガラス等（泉
谷徹郎監修、“新しいガラスとその物性”第16章 経営
システム研究所発行、1984年、またはTomozawa and Dor
emus偏 Treatise on materials science and technolog
y volume 26, 第４章 Academic Press, Inc. 1985等を
参照）の赤外ガラス、またフッ化物ガラス以外に Thcl4
−Pbcl2 −Nacl系等の塩化物ガラス、AgBr−PbBr2 −Cs
Br−CdBr2 系の臭化物ガラス、CdF2−Bacl2 −NaCl系の
フッ化−塩化物ガラス、ZnBr2 −TlBr−TlI 系の臭化−
ヨウ化物ガラス（“ニューガラスハンドブック”、ニュ
ーガラスハンドブック編集委員会編、丸善株式会社、19
91年参照）またはGe−Ｓ系、As−Ｓ系、Ge−Ｐ−Ｓ系、
As−Ge−Ｓ系カルコゲナイドガラス等のガラスを用いて
もよく、ZrF4系ガラスに限定されるわけではない。ファ
イバ材料として要求される条件は、 Pr 3+の1G4 レベル
が、フオノン緩和によってクウェンチングされないよう
に、ファイバ材料のフオノンエネルギーが500 cm-1以下
であることが望ましい。前記のガラスは、すべてこの条
件を満たしている。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅器
は、 誘電放出遷移の量子効率が3.4％という低い値で
あっても、1.31μm において実用的な利得特性を得るこ
とができ、この光増幅器を 1.3μm 帯の光通信システム
に導入すれば、システムの高性能化、低コスト化を達成
できるという利点がある。
は、 誘電放出遷移の量子効率が3.4％という低い値で
あっても、1.31μm において実用的な利得特性を得るこ
とができ、この光増幅器を 1.3μm 帯の光通信システム
に導入すれば、システムの高性能化、低コスト化を達成
できるという利点がある。
【図１】本発明の光増幅器の一実施例の構成図である。
【図２】Pr 3+のエネルギーダイヤグラムである。
１ 励起光源 ２ 信号源 ３ 光サーキュレータ ４ 光カップラ ５ 増幅用光ファイバ ６ 光スペクトラムアナライザ ７ 増幅用光ファイバの片端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/16 7036−2Ｋ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ 7246−2Ｋ Ｈ０１Ｓ 3/07 8934−4Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】 活性イオンとして Pr 3+をコア中に含ん
だ赤外光ファイバを用いた光増幅器において、該赤外光
ファイバの片端面に光反射機能を施し、該赤外光ファイ
バの他端に励起光と信号光とをを合波する光カップラを
接続し、該光カップラの信号光ポートに光サーキュレー
タを接続させたことを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221720A JPH0563267A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221720A JPH0563267A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563267A true JPH0563267A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16771208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3221720A Pending JPH0563267A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563267A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008053756A (ja) * | 1995-03-20 | 2008-03-06 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ増幅器 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP3221720A patent/JPH0563267A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008053756A (ja) * | 1995-03-20 | 2008-03-06 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ増幅器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5299210A (en) | Four-level multiply doped rare earth laser system | |
| US5084880A (en) | Erbium-doped fluorozirconate fiber laser pumped by a diode laser source | |
| JPH06508961A (ja) | 光増幅器およびレーザ | |
| JPH06507045A (ja) | プラセオジムドープト導波管レーザ | |
| US5936762A (en) | Doped optical waveguide amplifier | |
| CN113540951A (zh) | 一种基于铋铒共掺光纤的超宽带光源 | |
| US5388110A (en) | Superluminescent light source for an interferometric fiber optic gyroscope | |
| JP4723569B2 (ja) | 光増幅器ファイバ用ガラス | |
| JP2774963B2 (ja) | 機能性光導波媒体 | |
| EP0843424B1 (en) | Optical waveguide and 1.5um-band optical amplifier using same | |
| US20040109225A1 (en) | Multi-mode pumped ase source using phosphate and tellurite glasses | |
| JP3461358B2 (ja) | ドープされた活性光ファイバを有する光増幅器 | |
| JP3190036B2 (ja) | ファイバ増幅器及びファイバレーザ | |
| US5313477A (en) | Rare earth ion doped CW cascade fiber laser | |
| JP3277494B2 (ja) | 増幅用光ファイバ及びこれを用いた１．３μｍ帯用光ファイバ増幅器 | |
| US5366937A (en) | Optical fiber composed of glass doped with laser-active ions of an element from the rare earths | |
| JP2753539B2 (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
| JP2755280B2 (ja) | 光増幅用希土類ドープ光ファイバ | |
| US11329446B2 (en) | Optical fiber superluminescent light source | |
| JPH0563267A (ja) | 光増幅器 | |
| US5805332A (en) | Optical fiber amplifier | |
| US6853480B2 (en) | Optical amplifier | |
| JPH0563284A (ja) | 光増幅器 | |
| JP3221526B2 (ja) | 光増幅用光ファイバ | |
| JPH05152654A (ja) | 光フアイバ増幅器 |